تبلیغات
برق و الکترونیک - ام-آر-آی چیست ؟ تصویربرداری تشدید مغناطیسیMagnetic Resonance Imaging

ام-آر-آی چیست ؟ تصویربرداری تشدید مغناطیسیMagnetic Resonance Imaging

تاریخ:دوشنبه 7 شهریور 1390-07:23 ب.ظ

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) چیست؟
ام.آر.آی یا تصویربرداری رزونانس مغناطیسی تکنیک نسبتا جدیدی است که از آغاز دهه 1980 مورد استفاده قرار گرفته است.در اسکن های ام. آر.آی از امواج مغناطیسی و رادیویی یا هرگونه پرتو غیراشعه ایکس استفاده می شود و لذا فرد در معرض اشکال زیانبار پرتو قرار نمی گیرد.
نحوه کار اسکنر ام.آر.ای:
در این روش بیمار در داخل یک آهن ربای لوله ای شکل بزرگی قرار می گیرد سپس امواج رادیویی 10 هزار تا 30 هزار برابر قوی تر از میدان مغناطیسی زمین به بدن او ارسال می شود.این امواج اتم های بدن را تحت تاثیر قرار می دهد به طوری که هسته اتم ها در موقعیت متفاوتی قرار می گیرند.با بازگشت به حالت اول ; هسته اتم ها امواج رادیویی خود را ساطع می کنند.اسکنر این سیگنال ها را دریافت کرده و یک کامپیوتر آنها را به صورت یک عکس درمی آورد. مبنای این تصاویر محل و قدرت سیگنال های ورودی است.بدن ما عمدتا شامل آب است و آب حاوی اتم های هیدروژن است.به همین دلیل هسته اتم هیدروژن اغلب برای ایجاد یک اسکن ام.آر.آی به طریقی که شرح داده شد به کار می رود.
اسکن ام.آر.آی چه چیزی را نشان می دهد؟
با استفاده از اسکنر ام.آر.آی امکان عکس گرفتن از تقریبا همه بافتهای بدن وجود دارد.بافتی که کمترین اتم های هیدروژن را دارد (مثل استخوان ها) در تصویر تیره می شود ، در حالی که بافت های دارای اتم های هیدروژن زیاد (مانند بافت چربی) روشنتر دیده می شود.با تغییر زمان پالس های امواج رادیویی این امکان کسب اطلاعاتی درباره بافت های مختلف موجود وجود دارد.
همچنین یک اسکن ام.آر.آی قادر است تصاویر واضحی را از بخش هایی از بدن که به وسیله بافت استخوانی احاطه شده اند فراهم سازد بنابراین تکنیک فوق برای بررسی مغز و طناب نخاعی نیز مفید است.به دلیل آن که اسکن ام.آر.آی تصاویر بسیار مشروح و مفصلی را ارائه می دهد ، بهترین تکنیک برای یافتن تومورها (اعم از خوش خیم و بدخیم) در مغز می باشد.در صورت وجود تومور از اسکن برای تشخیص گسترش احتمالی آن به بافت های اطراف مغز استفاده می شود.این تکنیک به ما امکان می دهد جزییات دیگر در مغز را نیز بررسی کنیم.برای مثال مشاهده رشته های بافت غیرنرمال که در صورت ابتلا به ام.اس روی می دهد را ممکن می سازد و نیز تغییرات رخ داده در هنگام خونریزی مغزی را نشان می دهد. همچنین تشخیص این که آیا بافت مغز پس از سکته مغزی دچار کمبود اکسیژن شده است را میسر می سازد. اسکن ام.آر.آی قادر به نشان دادن قلب و عروق خونی بزرگ در بافت اطراف آن است لذا تشخیص نواقص مادرزادی قلب و تغییرات در ضخامت عضلات اطراف آن پس از یک حمله قلبی را ممکن می سازد.تفاوت ام.آر.آی و سی تی اسکن در این است که با ام.آر.آی تصویربرداری از تقریبا هر زاویه ای امکان دارد ، در حالی که به طور افقی عکس می گیرد.هیچ اشعه یونیزان (اشعه ایکس) در ایجاد تصویر ام.آر.آی دخالت ندارد. اسکن های ام.آر.آی به طور کلی مفصل تر و مشروح تر هستند. تفاوت بین بافت نرمال و غیرنرمال در اسکن ام.آر.آی نسبت به سی تی اسکن واضح تر است.
آیا ام.آر.آی خطرناک است؟
تاکنون هیچ خطر یا اثرات جانبی برای تکنیک ام.آر.آی شناخته نشده است. این آزمایش دردناک نیست و اصلا احساس نمی شود. از آنجا که در آن از اشعه استفاده نمی شود بدون مشکل قابل تکرار است.تنها مورد ذکر شده صدمه احتمالی برای جنین در 12 هفته اول بارداری مادر است لذا در این مدت ام.آر.آی برای زنان باردار انجام نمی شود.تنها ناراحتی بیمار از این است که در یک محفظه سیلندری شکل قرار می گیرد و برای افرادی که دچار تنگناترسی (هراس از جاهای بسته و تنگ) هستند چندان خوشایند نیست.همچنین دستگاه ام.آر.آی معمولا صداهای نسبتا بلند و ناراحت کننده ای را ایجاد می کند.در ضمن از آنجا که بدن در میدان مغناطیسی قوی قرار می گیرد ، لازم است از همراه داشتن هرگونه جواهرات ، شیئ فلزی ، پوشیدن لباسهایی با تکمه های فلزی اجتناب شود بنابراین در صورتی که هرگونه شیء فلزی مانند بست های جراحی ، سمعک و غیره همراه بیمار است باید مسوول دستگاه را از آن آگاه سازد.

http://inventive.blogsky.com/1385/10/24/post-174/

ام-آر-آی چیست ؟



[align=justify:a832fa6c78]ام‌آرآی (به انگلیسی: MRI) که مخفف عبارت (به انگلیسی: Magnetic Resonance Imaging) است و تصویربرداری تشدید مغناطیسی نامیده می‌شود، روشی پرتونگارانه در تصویربرداری تشخیصی پزشکی است که در دهه‌های اخیر بسیار فراگیر شده‌است.

با ام آر آی میتوان در جهات فوقانی-تحتانی (اگزیال)، چپ‌راستی (ساژیتال) و پس‌وپیش (کرونال) و حتی در جهات اُریب و مایل تصویرگیری نمود. یک سیستم ام آر آی از سه میدان مغناطیسی استفاده میکند:

میدان خارجی ثابت و قوی (B0)
میدان ضعیف گرادیانی متغیر
میدان حاصل از پالس RF الکترومغناطیسی (B۱)
سیستمهای ام آر آی امروزی غالباً دارای قدرت میدانهای 0.2, 1, 1.5, و 3 تسلا می‌باشند. در ایالات متحده آمریکا بیمارستان‌ها و مراکز خدمات بهداشتی اجازه استفاده از سیستم‌های تا ۴تسلا را نیز برای یک بیمار دارند. اما از چهار تسلا به بالا صرفا جنبه و کاربرد‌های تحقیقاتی دارد.

بزرگ ترین تولید کننده‌های سیستمهای ام آر آی امروزه شرکت‌های زیمنس (آلمان)، جی‌ای (آمریکا)، توشیبا (ژاپن)، و فیلیپس (هلند) می‌باشند.[/align:a832fa6c78]

http://www.forum.persian.be/forum378/thread7885.html


تاریخ

[align=justify:8aed92ec9c]جایزه نوبل پزشکی سال ۲۰۰۳ به خاطر اختراع ام آر آی به پاول لاتربر از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین و پیتر منزفیلد از انگلستان اعطا گردید. دانشمند آمریکایی ارمنی تبار ریموند دامادیان همچنین از بنیانگذاران این نوع پویشگر می باشد. ابداع این روش به دههٔ ۷۰ میلادی توسط این کسان باز می گردد.[/align:8aed92ec9c]


طرز كار


[align=justify:adb9741157]چگونگی تولید تصویر ام آر آی فرایند بس پیچیده ایست. در این روش از خاصیت ویژه اسپین‌های هسته‌های هیدرژنی در میدان مغناطیسی (B0) استفاده می‌شود. اسپین‌ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی پالس‌های الکترومغناطیسی (B۱) قرار گرفته و سپس از این حالت برانگیختگی به مرور به حالت اولیه خود بازمی گردند.[۲]* در هر بافتی این مدت زمان متفاوت است. بطور مثال در ۱٫۵ تسلا٫ ثابت T1 برای بافت چربی ۲۶۰ میلی ثانیه و برای بافت ماده خاکستری مغز ۹۲۰ میلی ثانیه میباشد.

به مدت زمانی که طول می‌کشد تا Mz (مؤلفه بردار جمع اسپین‌ها در محور طولی نرمال) افزایش یافته و ۶۳٪ از مقدار اولیه خود را باز یابد تابت زمانی T1 گویند. و به مدت زمانی که طول می‌کشد تا Mxy (مولفه بردار جمع اسپین‌ها در صفحه عرضی) به ۳۷٪ مقدار بیشینهٔ اولیه خود کاهش یابد ثابت زمانی T2 گویند. بسته به اینکه چه نوع دنباله‌ای انتخاب شود میتوان با T1 و T2 کنتراست دلخواه را به تصویر کشید و توانایی ام آر آی در همین خاصیت ویژه قرار دارد. بطور مثال در یکی چربی روشن و در دیگری تاریک میشود.[/align:adb9741157]


ام آر آی از بعضی نقاط برتری و از بعضی جهات دیگر نسبت به ابزار دیگر در فیزیک پزشکی ضعف دارد. در قیاس با سی تی اسکن این موارد عبارتند از :


برتری‌های ام‌آرآی در مقایسه با سی تی اسکن

تضاد تصویری (سایه‌روشن) بالاتر از سی تی اسکن.
تهیه مقاطع تصویری از جهات مختلف (از جمله اریب).
عدم استفاده از پرتوهای یونیزان.
مانند سی‌تی‌اسکن موجب سخت شدن باریکه پرتوها (آرتیفکت سخت، beam hardening) نمی‌شود.

نقاط ضعف ام آر آی در مقایسه با سی‌تی‌اسکن
گرانتر از سی‌تی‌اسکن، کمیاب‌تر، و کار با آن مشکل‌تر است.
تصویرگیری زمان بیشتری می‌برد.
وضوح تصویری کمتری دارد.
بدلیل طولانی تر بودن اسکن‌ها آرتیفکت حرکتی بیشتری دارد.
موجب مشکلات برای بیماران دارای اجسام فلزی در بدن خود میباشد.



fMRI چیست؟


در پست های قبل در مورد MRI سخن گفته شد. اصول fMRI نیز مانند MRI است فقط تفاوت های اندکی باهم دارند.


Functional magnetic resonance imaging) fMRI) یک روش نسبتا جدید است که از عکس برداری MR برای اندازه گیری تغییرات متابولیکی کوچک که در قسمت فعالی از مغز رخ می دهد ، استفاده می کند.


کاربردهای عمومی این روش چیست؟


fMRI یک روش تشخیصی مناسب است ، که بدانیم یک مغز سالم، بیمار یا صدمه دیده چگونه کار می کند. بعلاوه برای تعیین مقدار ریسک انواع اعمال جراحی و درمانی مغز ، مفید است.


پزشکان fMRI را برای موارد زیر به کار می برند:

_ بررسی آناتومی مغز.

_ تعیین دقیق اینکه کدام بخش های مغز دارای موقعیت های بحرانی هستند. از جمله : تفکر، تکلم، حرکت و احساس . که به آن نقشه برداری مغزی گفته می شود (brain mapping).

_ به تعیین اثرات سکته مغزی و آسیب ها مغزی (مثل آلزایمر) نیز کمک می کند.

_ نظارت بر رشد تومور سرطانی مغز.

_ تعیین برنامه جراحی ، پرتو درمانی یا دیگر روش های درمانی مغز.


چه آمادگی هایی برای این روش لازم است؟

مانند MRI ، مریض باید یك لباس کشاد و راحت بپوشد شاید هم اجازه داده شود پوشاك خودش را بپوشید اگر گشاد باشد و هرگونه فلزی را باید از خود دور سازد.

اجازه در مورد خوردن و آشامیدن بسته به نوع تجهیزات و آزمایش متفاوت است. اکثرا بعد از عکسبرداری مریض می تواند به کارهای روزانه اش ادامه دهد(مگر اینکه پزشک دستور ویژه ای بدهد).

گاهی شاید به بیمار مواد کنتراست خورانده یا تزریق شود. رادیولوژیست یا تکنسین ممكن است از بیمار بپرسد که آیا او آلرژیهایی از هر نوعى از قبیل تب یونجه ، كهیر، آسم و یا آلرژی به انواع غذا و دارو دارد یا نه. مواد کنتراستی که برای MRI استفاده می شود به گادولینیم (gadolinium) موسوم است.

در مواردی مثل بیماری های کلیوی و یا کم خونی ممکن است از داروهای کنتراست استفاده نشود.

زنانی که احتمال بارداریشان می رود باید به پزشک اطلاع دهند. چون اثرات احتمالی MRI بر نوزاد و یا جنین می تواند خطرناک باشد و تا زمانی که واقعا ضروری نباشد نباید اقدام به MRI کنند.

هرگونه جواهرات باید از بدن دور شود. چون این لوازم با میدان مغناطیسی تداخل می کنند. مریض هایی که در بدن خود از پلاتین و یا مواد فلزی دیگر استفاده می کنند نمی توانند از MRI استفاده کنند.

در صورت داشتن هر گونه وسایل الکترونیکی و فلزی در بدن باید به پزشک اطلاع داد. برخی از این وسایل عبارتند از:
_ سمعک

_ سوند

_ IUD

_ باتری قلب

_ دست و پای مصنوعی

در کل فلزات بکار برده شده در جراحی ارتوپدی خطری را در هنگام MRI متوجه بیمار نمی کنند. اگر شک و شبهه ای از وجود مواد فلزی وجود داشته باشد می توان بوسیله عکس های اشعهX از وجود این اشیا اطمینان حاصل کرد.

رنگ های استفاده شده در خالکوبی ممکن است حاوی آهن باشند و ممکن است هنگام عکسبرداری MRI گرم شوند، اما در واقع مشکلی برای فرد و عکسبرداری ایجاد نمی کنند. دندانهای پر شده معمولا بر عکسبرداری تاثیر نمی گذارند. اما ممکن است تصویر مغز را کمی اعوجاج دار کنند.


این تجهیزات شبیه به چیست؟

دستگاه های MRI معمولی به شکل استوانه ای هستند که دور تا دور آن میدانهای مغناطیسی دایروی وجود دارد. که مریض بر روی تخت آن دراز کشیده و به داخل حفره آن می رود.

برخی از دستگاه های MRI طوری ساخته شده اند که میدان مغناطیسی کاملا دور تا دور مریض نیست که Short-bore نام دارند و نوع دیگر اطراف مریض باز است و به MRI باز موسومند. این نوع MRI ها برای مریض هایی که از مکان تنگ می ترسند مناسب است. اما این نوع MRI ها برای هر نوع عکسبرداریی مناسب نیستند در ضمن کیفیت عکسبرداری های دیگر را ندارند.


این پروسه چگونه کار می کند؟

بر خلاف عکسبرداری های معمولی و CT ، این روش یعنی MRI بر مبنای تشعشع نیست. بلکه امواج رادیویی به پروتون (هسته هیدروژن) در یک میدان مغناطیسی قوی تابانده می شود.

میدان مغناطیسی در اثر عبور جریان از یک سیم پیچ بزرگ تولید می شود. سیم پیچ های دیگر در نقاط مختلف دستگاه قرار داده می شوند. معمولا سیم پیج اصلی حول بدن بیمار ، درون دستگاه است که امواج رادیویی را ارسال و دریافت می کند. وقتی مریض درون دستگاه MRI دراز می کشد ، امواج رادیویی به طرف پروتون های قسمتی از بدن که باید مورد بررسی قرار بگیرد تابانده می شود. در میدان مغناطیسی ، این پروتونها جهتشان تغییر می کند که سیگنال هایی را تولید می کند و به وسیله سیم پیچ ها این سیگنال ها آشکارسازی می شوند.

یک کامپیوتر هم این سیگنال ها را بررسی کرده و آنها را به تصویر تبدیل می کند. کامپیوتر تصاویر را در سه بعد بررسی می کند که بر روی صفحه مونیتور می تواند در جهت های مختلف بررسی شود.

چون مقدار پروتون در مولکول آب بسیار زیاد است ، تصاویر بافت های پر آب با دیگر بافت ها متفاوت است. MRI برای مواقعی که نیاز به بررسی بی نظمی در انتشار مایع در یک نقطه از بدن است بسیار مفید می باشد. بعنوان مثال نقاطی که تومور، عفونت یا سوختگی دارند. بطور کلی تفکیک بافت های غیر عادی از بافت های عادی توسط روش MRI نسبت به روشهای دیگر بسیار آسان تر است.

علاوه بر اینها ، در fMRI ، بیمار باد کارهای ویژه ای را هنگام عکسبرداری انجام دهد، تا در قسمتی از مغز که باید از آن عکسبرداری شود متابولیسم بالا رود. این فعالیت ها شامل گشاد کردن رگ های مغز ، تغییرات شیمیایی و تحویل اکسیژن اضافی ، می شود.


این روش چگونه است؟

مریض روی تخت دستگاه خوابانده می شود و به درون دستگاه برده می شود. وسایل کوچکی که محتوی سیم پیچ های ارسال و دریافت امواج رادیویی هستند ممکن است در مجاورت قسمتی که باید از آن عکسبرداری شود قرار گیرد.

اگر ماده کنتراست زا مورد استفاده شود یک محلول نمک مخصوص نیز به ماده کنتراست اضافه می شود که از انعقاد آن در رگ جلوگیری کند.

پس از عکسبرداری باید اطمینان حاصل شود که عکس ها مناسب هستند.

برای fMRI سر بیمار باید محکم بدون تحرک شود تا موقعیتش تغییر نکند. این بست ممکن است شامل یک ماسک مخصوص هم بشود.

این مراحل معمولا 45 دقیقه طول می کشد.

طیف سنجی MR ، که اطلاعات اضافی را از فعالیت های شیمیایی سلولی بدن به دست می دهد ممکن است به مراحل MRI اضافه شود که این مرحله به تنهایی 15 دقیقه طول می کشد.


در حین این عملیات و پس از آن انسان چه احساسی دارد؟

بیشتر آزمایشات MRI بدون درد اند. مگر ناراحتی از تحت دستگاه یا طولانی بودن انجام آزمایش و یا تزریق درد آور باشد.

گرم شدن نقطه مورد عکسبرداری یک چیز عادی است ولی اگر عذاب آور باشد باید به تکنسین یا رادیولوژیست خبر داده شود. همچنین شنیدن سر و صدا از دستگاه عادی است که مربوط به تولید میدان مغناطیس است. ولی می توان از گوشی های صدا گیر مخصوص استفاده کرد.

بسیاری از مراکز MRI به بیمار اجازه می دهند که یک نفر همراه را به داخل اتاق ببرد.

داخل دستگاه MRI مجهز به تهویه هوا و دارای نور کافی است. انواع جدید آن نیز دارای پخش موسیقی و تلویزیون هستند.

اگر ماده کنتراست تزریق شود ، احساس سرما تا یکی دو دقیقه طبیعی است.

فرد بلافاصله پس از عکسبرداری می تواند به فعالیتهای عادی خود بپردازد. تعداد کمی از بیماران دچار عوارض جانبی ماده کنتراست از جمله استفراغ و خونریزی موضعی می شوند. همچنین فرد به ندرت دچار حساسیت هایی از قبیل سوزش چشم و یا تورم می شود.

همچنین ضروری است که مادران شیرده ، 36 تا 48 ساعت پس از تزریق ماده کنتراست شیردهی نکنند.


چه کسی نتایج را بررسی می کند؟

یک رادیولوژیست و یک پزشک متخصص تصاویر را بررسی می کنند و نتایج به فرد مراجعه کننده یا به پزشکی که درخواست عکسبرداری را داده ، ارجاع داده می شود.


مزایا و خطرات این روش چیست؟

مزایا:

_ MRI انسان را در معرض مواد رادیو اکتیو قرار نمی دهد.

_ MRI قادر است که مشکلات ریز ستون فقرات مثل دیسک کمر را که با روشهای دیگر به راحتی قابل مشاهده نیست ، نشان دهد.

_ fMRI می تواند قسمت های غیر عادی مغز را به خوبی مشخص کند. همچنین عملکرد های عادی مغز را که بوسیله روش های دیگر عکسبرداری قابل مشاهده نیست را نشان می دهد.


خطرات:

_ اگر خطرات و مزایای MRI را با هم مقایسه کنیم ، مزایای این روش بسیار بیشتر از خطرات آن است.

_ میدان مغناطیسی قوی به خودی خود مضر نیست بلکه وسایل دارویی و پزشکی ای که در خود فلز دارند ممکن است باعث ایجاد خطر شوند.

_ تزریق مواد کنتراست زا دارای خطر بسیار ناچیزی هستند. فقط ممکن است که تولید آلرژی کنند. در مواردی هم مشاهده شده که عفونت های پوستی را بوجود آورده اند و یا عملکرد کلیه را در بیماران سیستمیک فیبروسیس کلیوی دچار اختلال کرده است.


محدودیت های fMRI مغزی چیست؟

_تصاویر با کیفیت بالا تنها وقتی بوجود می آیند که تا پایان ثبت عکس بدون تحرک و ساکن ایستاد.

_فرد بسیار چاق ممکن است درون دستگاه های معمولی جا نشود.

_وجود اشیای فلزی در بدن ، تصاویر را از نتیجه مطلوب دور می سازد.

_این روش نسبت به روش های دیگر عکسبرداری مثل CT زمان بیشتری را می طلبد.

_MRI گران قیمت تر از روش های دیگر است .

fMRI هنوز هم در حال توسعه و پیشرفت است. تا بصورت دقیق تر بتواند محل فعالیت های مغزی را مشخص کند.

مطلب از : نوید خالدی

منبع: http://www.radiation.ir

تاریخچه:

در سوم جولای سال 1977 حادثه ای روی داد که به طور کل دنیای پزشکی نوین را دگرگون ساخت و در خارج دنیای پزشکی نیز عکس العمل هایی را به دنبال داشت .این آزمایش بزرگ اولین آزمایش MRI (ام.ار.آی.‏) بود که بر روی انسان انجام می شد و بیش از 5 ساعت به طول انجامید تا یک تصویر از بافت فرد مورد آزمایش ایجاد کند، تصویری که با تصاویر‏ ام.ار.آی.‏ امروزی اصلا قابل مقایسه نبود! دکتر ریموند دمادیان1 پزشک و محقق به همراه همکارانش دکتر لری مینکف2 و دکتر مایکل گلداسمیت3 هفت سال بی وقفه برای رسیدن به این هدف تلاش کردند. آنها این دستگاه جدید را تسخیرناپذیر4 نامیدند. این دستگاه در حال حاضر در انستیتو اسمیتسونین5 نگهداری می شود .تا سال 1982 تعداد دستگاه های ‏ ام.ار.آی.‏ در آمریکا انگشت شمار بود اما امروزه بعد از گذشت تقریبا 25 سال هزاران دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ با توانایی خارق العاده گرفتن تصاویر با وضوح بی نظیر به صورت دو بعدی و سه بعدی در اکثر بیمارستان های جهان پراکنده شده است.

‏ ام.ار.آی.‏ تکنولوژی بسیار پیچیده ای است که بسیاری با نحوه ی دقیق عملکرد آن آشنا نیستند .در این مقاله که توسط عده از دانشجویان مهندسی پزشکی و اعضای انجمن بیوالکتریک ایران گردآوری شده است شما را با نحوه ی دقیق عملکرد و استفاده از این دستگاه غول پیکر و پر سر و صدا آشنا خواهیم کرد.





ایده اصلی:

‏ ام.ار.آی.‏ (تصویر برداری تشدید مغناطیسی) روش تولید تصاویر با جزییات کامل از بافت ها و ارگان های بدن بدون استفاده از پرتوهای ایکس و پرتوهای یونیزه شده میباشد که همین مزیت است که سبب شده آن را از عکس برداری به کمک اشعه ایکس متمایز سازد.در زمان گذشته این گونه تصویر برداری از بافت را NMRI (تصویر برداری تشدید مغناطیسی هسته ای) مینامیدند چراکه در اوایل از پرتوهای یونیزه شده هسته ای جهت عکس برداری استفاده میشد اما بعد از گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی این پرتوهای یونیزه شده حذف شده و دستگاه به ‏ ام.ار.آی.‏ تغییر نام داد.دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ معمولا در غالب یک مکعب غول پیکر در ابعاد 3*2*2 (طول * عرض * ارتفاع) طراحی میشود هر چند با پیشرفت تکنولوژی مدل هایی روانه بازار شده اند که دارای ابعاد کوچکتری هستند.در داخل این دستگاه یک لوله ی افقی وجود دارد که از جلو به عقب درون یک مغناطیس حرکت میکند و به منفذ یا کالیبر مغناطیس موسوم است بیمار در حالی که به پشت بر روی یک میز مخصوص دراز کشیده وارد کالیبر شده و بسته به نوع اسکنی که قرار است بر روی وی انجام شود وی را تا حد مورد نیاز از سمت سر و یا پا وارد کالیبر می کنند تا زمانی که بافت هدف کاملا در مرکز میدان مغناطیسی قرار بگیرد. به کمک امواج رادیویی که در ادامه توضیح داده خواهد شد دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ میتواند یک نقطه کوچک به کوچکی یک مکعب به ضلع 0.5 میلیمتر را جهت اسکن انتخاب کند.سیگنال های فرستاده شده از طرف این نقطه کوچک به مرکز پردازش دستگاه موجب تولید تصاویر دو و یا سه بعدی از بافت هدف میشود .با تغییر پارامترهای آزمایش ‏ ام.ار.آی.‏ می توان تصاویر با ظواهر و کارایی های متنوع تولید کرد که اصلا قابل قیاس با تصویر تولید شده توسط دیگر اسکنرها از قبیل سی تی اسکن نیست. یکی دیگر از کاربرد های ‏ ام.ار.آی.‏ ایجاد تصاویر با جزییات بسیار زیاد از عروق خونی بدون استفاده از مواد حاجب (کانتراست زا) می باشد. هر چند که استفاده از ماده حاجب وضوح تصاویر را بسیار بالا می برد اما تزریق آن بدون درد نیست و نیز ممکن است بدن بیمار به آن واکنش دهد. استفاده از ‏ ام.ار.آی.‏ در این زمینه به خصوص جهت تشخیص بیماری های آئورت ، عروق خونی ، کلیه ها و ریه ها را در اصطلاح MRA می گویند . معمولا پزشک معالج برای بیمارانی که دارای پیشینه آنوریسم شریانی هستند تصویربرداری MRA تجویز می کند.







مواد حاجب (کانتراست زا) :

ماده حاجب که گاهی اوقات به ماده رنگی نیز مشهور است ماده ای است که جهت افزایش وضوح تصویر در اسکن آن را به ورید شخص بیمار تزریق می کنند. این امر سبب می گردد که ارگانها و نمای عروق روشن تر شود و در نتیجه پزشک راحت تر بتواند آنها را مشاهده نماید . این ماده بعد از انجام تست با نوشیدن مایعات فراوان از بدن شخص بیمار دفع خواهد شد .


ساختمان اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ :

سیستم های اصلی مورد استفاده در دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ عبارتند از:

1- میدان مغناطیسی استاتیک6

2- گرادیان و فرستنده RF

3-گرادیان مغناطیسی قائم قابل کنترل


مگنت ها بزرگترین و گرانبهاترین قسمت اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ هستند و باقی قسمت ها در اطراف این مگنت ها ساخته می شوند . دقت و قدرت این آهنربا به شدت برای تولید تصویر مهم است به طوری که در منفذ ‏ ام.ار.آی.‏ باید خطوط میدان یکنواخت برقرار باشد. به طور کلی انواع مغناطیس های مورد استفاده در ‏ ام.ار.آی.‏ جهت ایجاد میدان یکنواخت در منفذ دستگاه به سه دسته تقسیم می شوند :


مغناطیس های دایمی یا آهنرباهای ثابت7 : این مغناطیس ها از مواد فرومغناطیس تشکیل شده اند و می توانند برای ایجاد میدان مغناطیسی استاتیک استفاده شوند : آنها بسیار حجیم هستند به طوری که وزن آنها می تواند حتی به 100 تن نیز برسد. مزیت آهنرباهای ثابت هزینه نگهداری کمتر آنهاست اما پایداری مغناطیسی کم و عدم امکان تعویض آنها در صورت بروز مشکل از معایب آنها به شمار می رود. این آهنرباها دارای شدت میدانی در حدود 0.5 تا 5 تسلا می باشند.


مغناطیس های مقاومتی8 : این مغناطیس ها بر اساس "خاصیت القای مغناطیسی در اثر عبور یک جریان الکتریکی از سیم پیچ" ساخته می شوند که توانایی تشکیل میدانی به شدت 5 تسلا را دارا میباشند. در واقع این نوع مغناطیس سیم پیچی از جنس مس است که تشکیل یک آهنربای متناوب را می دهد. از مزایای آن میتوان به قیمت ارزان آن اشاره کرد ولی پایداری کم و توانایی تولید میدان محدود و همچنین مصرف انرژی الکتریکی نسبتا زیاد ، استفاده از این مگنت را پر هزینه کرده است.

مغناطیس های ابررسانا9 : زمانی که آلیاژ نیوبیوم10– تیتانیم توسط هلیم مایع در دمای 4 کلوین سرد می شود ابر رسانا تشکیل شده به طوری که تمام مقاومت خود را در برابر عبور جریان الکتریکی از دست می دهد. با ساختن سیم پیچ های الکترومگنت از سیم های ابر رسانا می توان میدان هایی با قدرت و پایداری خیلی زیاد ایجاد کرد. معمولا میدان های مغناطیسی تولیدی توسط این آهنرباها دارای شدتی بیش از 2 تسلا می باشد از این رو سبب شده که اکثر اسکنر های امروزی از چنین ساختاری در ساختمان اسکنر خود استفاده کنند .


از آنجا که بر اثر افزایش دما خاصیت ابر رسانایی سیم پیچ ها به شدت کاهش می یابد از این رو سیم های ابر رسانا معمولا در داخل محفظه ای به نام کریوستات11 در هلیوم مایع فرو برده می شود. مشکلی که در اینجا وجود دارد این است که با وجود عایق بندی اطراف ظرف ، حرکت برونی هلیوم و همچنین دمای بالای محیط اطراف موجب می شود هلیوم موجود تبخیر شود. اما برای رفع این مشکل نیز چاره جویی هایی انجام شده که به قرار زیر می باشند:

روش معمول تر این است که به کمک کرایوکولر12 مقداری از هلیوم تبخیر شده را به ظرف بازگردانیم .

روش دوم این است که به جای استفاده از کریوستات مستقیما سیم ها را سرد کنیم و مانع از افزایش دما شویم.


در هر حال از هر یک از مگنت های فوق که استفاده کنیم باید دارای این سه ویژگی مهم باشد :

تولید میدان یکنواخت در منفذ دستگاه

شدت میدان ثابت

نسبت نویز به سیگنال کم


به طور کلی این سه ویژگی موجب تولید تصاویر با رزولوشن مناسب و افزایش سرعت اسکن می شود .


گرادیان ها :

علاوه بر میدان های مغناطیسی یکنواخت در ‏ ام.ار.آی.‏ میدان های متغیر دیگری به نام گرادیان نیز وجود دارند. گرادیان های مغناطیسی توسط سه سیم پیچ قائم در جهات x, y, z اسکنر ایجاد شده اند .این سیم پیچ ها معمولا الکترومگنت های مقاومتی هستند که توسط تقویت کننده هایی با قابلیت تنظیم دقیق و سریع جهت و اندازه میدان ، تغذیه می شوند. این گرادیان ها دارای قدرتی در حدود 20 تا 100 میلی تسلا بر متر هستند . در حقیقت این گرادیان است که صفحه تصویر برداری را تعیین میکنند زیرا گرادیان های قایم به راحتی بر روی هر صفحه ای ایجاد می شوند. سرعت اسکن به عملکرد سیستم گرادیان وابسته است به طوری که گرادیان های قوی تر دارای سرعت تصویر برداری بیشتری هستند .


سیستم فرستنده امواج رادیویی14 :

سیستم فرستنده امواج رادیویی که می تواند امواجی را به صورت پالس ارسال کند از یک ترکیب کننده، یک تقویت کننده و یک فرستنده تشکیل شده است که معمولا در بدنه ی اسکنر ها جاسازی می شوند. توان فرستنده متغیر است به طوری که بیشینه توان آن در حدود 35 کیلووات است . گیرنده این امواج معمولا از یک سیم پیچ ، تقویت کننده و پردازنده سیگنال تشکیل شده است . در اسکنرها می توان از سیم پیچهای مجتمع13 به عنوان فرستنده و گیرنده استفاده نمود اما زمانی که بخواهیم از ناحیه کوچکی اسکن بگیریم بهتر است از سیم پیچ های کوچکی که بر روی عضو هدف متمرکز می شوند استفاده کرد تا تصویری با کیفیت وجزئیات بیشتر به دست آید .

از جدیدترین تکنولوژی های مورد استفاده در سیستم ‏ ام.ار.آی.‏ استفاده از آرایه فازی چند عنصره است که توانایی ایجاد چندین کانال داده به صورت موازی را دارا میباشد . با استفاده از این تکنولوژی سرعت تصویر برداری افزایش یافته ولی ممکن است در بازسازی تصاویر ایجاد آرتیفکت کند.


به طور خلاصه تصویر برداری به روش ‏ ام.ار.آی.‏ طی مراحل زیر انجام می گیرند:

قسمت مورد نظر ازبدن بیمار در یک میدان مغناطیسی ثابت و قوی قرار می گیرد.

یک سری میدانهای مغناطیسی متغیر15 با شدت کم به بیمار اعمال می شود.

در همان حال یکدسته امواج رادیویی با طول موج معین، به صورت پالس تابیده می شود.

پس از هر پالس امواج رادیویی، از بدن بیمار سیگنالهای الکتریکی دریافت می گردد.

این علایم توسط کامپیوتر پردازش شده و به صورت تصویر در روی صفحه نمایشگر ظاهر می شود .


در ادامه، روند مراحل فوق به طور کامل شرح داده می شود.


فیزیک اسپین ها:


بدن انسان از میلیاردها اتم تشکیل شده که این اتم ها اجزاء اصلی و تشکیل دهنده هر ماده در طبیعت است اتمها از قسمت های اساسی به نام هسته تشکیل شده اند همچنین دارای ذراتی هستند که از نظر الکتریکی دارای بار هستند و توانایی تشکیل میدان های الکتریکی خیلی کوچکی را دارند. الکترون ذره ای است با بار الکتریکی منفی که همواره در حال چرخش به دور محور فرضی خود است این نوع چرخش را اسپین می گویند . اسپین مانند بارالکتریکی یکی از مشخصات طبیعی و ضروری هر ذره است. جالب است بدانید که پروتون ها نیز دارای اسپین هستند و در جای نسبتا ثابت خود در هسته اتم، دارای چرخشی شبیه به آنچه در حرکت وضعی زمین مشاهده می کنیم هستند. هر الکترون و یا پروتون موجود در یک اتم دارای اسپینی برابر با 1/2 یا 1/2-

منبع: انجمن بیوالکتریک ایران

|+| نظرات (1)
نوشته شده توسط سایت جامع مهندسی پزشکی
مغناطیس (magnetism) | ام آر آی ,

مغناطیس (magnetism)
هر ذره بارداری در حال حرکت، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.
میدان مغناطیسی یک ذره باردار، مثل یک الکترون درحال حرکت، عمود بر مسیر حرکت ذره است. شدت میدان مغناطیسی به وسیله خطوط فرضی بیان می شود اگر حرکت ذره یک مسیر بسته باشد، همانند الکترون که به دور هسته می چرخد خطوط میدان مغناطیسی بر صفحه حرکت ذره عمود خواهند بود. الکترونها همچنین بدور یک محور درجهت عقربه های ساعت ویا خلاف عقربه های ساعت، می گردند.
این چرخش یک ویژگی از الکترون را به نام اسپین (spin) به وجود می آورد. اسپین الکترون یک میدان مغناطیسی را بوجود می آورد که اگر در هر لایه از اتم، یک زوج الکترون وجود داشته باشد، این میدان خنثی می گردد. خطوط میدان مغناطیسی همیشه حلقه های بسته ای هستند. این خطوط همانند میدان الکتریکی نقطه شروع و پایان ندارند. چنین میدانی دو قطبی (bipolar / dipolar) نامیده می شوند.
این میدان همیشه یک قطب شمال ویک قطب جنوب دارد. مغناطیس کوچکی که به وسیله اسپین الکترون بوجود می آید، دیپلهای مغناطیسی ( magnetic dipole)نامیده می گردد. چنین دیپلهایی با هم می توانند یک محدوده مغناطیسی ( magnetic domain) را بوجود می آورند.

نفوذ پذیری مغناطیسی (magnetic permeability):
نفوذ پذیری مغناطیسی توانایی ماده است برای جذب خطوط شدت میدان مغناطیسی
* طبقه بندی مواد مغناطیسی (classification of magnets)
مواد مغناطیسی براساس منشا خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می گردند.
سه نوع کلی از مواد مغناطیسی وجود دارند: مواد مغناطیسی طبیعی، مواد مغناطیسی که بطور مصنوعی خاصیت مغناطیسی دائمی را دارا شده اند و مواد الکترو مغناطیس.
بهترین مثال مواد مغناطیسی طبیعی (natural magnet) ، کره زمین است. زمین دارای میدان مغناطیسی است، چون زمین به دور یک محور می چرخد.
مواد مغناطیسی دائمی (permanent magnet) که بطور مصنوعی ساخته می گردند به شکلها و اندازه های گوناگونی ساخته می گردند که عمدتاً از جنس آهن هستند. این مواد بوسیله قرار دادن آهن دریک میدان مغناطیسی الکتریکی ساخته می گردند.
مواد الکترومغناطیس تشکیل شده اند از یک سیم که بدور یک هسته آهنی پیچیده شده است (Electromagnet).
هنگامی که جریان الکتریکی از سیم عبور داده می شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می گردد که شدت این میدان وابسته به جریان عبوری از سیم است.
تمام مواد می توانند طبق عکس العملهایشان درمقابل یک میدان مغناطیس خارجی طبقه بندی گردند.
برخی ازمواد هنگامی که در داخل یک میدان مغناطیسی برده میشوند، بی تاثیر می مانند چنین موادی را دیامغناطیس (diamagnetic) گویند. این مواد را نمی توان بطور مصنوعی مغناطیسی کرد و ضمناً این مواد جذب میدان مغناطیسی نمی گردند. مثالهایی از این مواد می توانند چوب، شیشه و پلاستیک باشند. مواد فرومغناطیس ( Ferromagnetic) که آهن (iron)، کبالت (cobalt) و نیکل (nickel) هستند، به شدت جذب میدان مغناطیسی می گردند و ضمناً می توانند تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی، به مواد مغناطیسی دائمی تبدیل گردند. یک آلیاژ از آلومینیوم، کبالت و نیکل که آلنیکو ( Alnico) نامیده می گردد، یک ماده مغناطیسی مفیدتری نسبت به آهن و کبالت و نیکل دراین گروه از مواد مغناطیسی است و بیشتر استفاده می گردد. مواد پارامغناطیس (paramagnetic) تاحدی بین مواد فرومغناطیس و مواد دیا مغناطیس قرار میگیرند.
این مواد به طور اندکی جذب میدان مغناطیسی می گردند و در اثر قطع میدان مغناطیسی خارجی ، خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. مواد حاجبی (contrast agent) که در MRI استفاده میگردد پارامغناطیس هستند.

تاثیر پذیری مغناطیسی (magnetic susceptibility):
درجه مواد مختلف طی مغناطیسی شدن را تاثیرپذیری مغناطیسی گویند.
مثلاً هنگامی که یک چوب دریک میدان مغناطیس قوی قرار می گیرد، این چوب میدان مغناطیسی را شدت
نمی بخشد ولی هنگامی که آهن در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، این آهن به شدت میدان مغناطیسی را تقویت می کند پس چوب دارای تاثیرپذیری مغناطیسی کم است و آهن دارای تاثیرپذیری مغناطیسی زیاد است.

* دیپلها (dipole)
هرماده مغناطیسی از دو قطبی ها تشکیل شده است که این دو قطبی ها با شکستن یک آهنربا از بین نمی روند، پس همواره ما دریک ماده مغناطیسی دو قطب شمال و جنوب را خواهیم داشت.
* جذب و دفع (Attraction and Repulsion)
همانند بارهای الکتریکی، قطبهای مغناطیسی هم نام یکدیگر را دفع می کنند و قطب های مغناطیسی ناهمنام، همدیگر را دفع می کنند. همچنین بطور ساده، خطوط فرضی میدان مغناطیسی قطب شمال (N) را ترک می کنند و به قطب جنوب (S) وارد می شوند.
* القاء مغناطیسی (magnetic induction)
همانند بار الکترواستاتیک که میتواند از یک جسم به جسم دیگر القاء گردد، مواد مغناطیسی هم می توانند بوسیله القاء، مغناطیسی گردند. خطوط فرضی میدان مغناطیسی که توصیف گردید، خطوط مغناطیسی (magnetic lines) القاء نامیده می شوند و تراکم این خطوط وابسته به شدت میدان مغناطیسی است.
اجسام فرومغناطیس می توانند به ماده مغناطیسی از طریق القاء تبدیل گردند.
هنگامی که یک ماده فرومغناطیس مثلاً یک قطعه آهن نرم ( soft Iron) به درون یک میدان مغناطیسی برده می شود،خطوط القاء تغییر پیدا می کنند و بوسیله آهن جذب می گردند و آهن بطور موقت به یک ماده مغناطیسی تبدیل می گردد ولی اگر یک ماده دیامغناطیسی مثل مس (copper) را جایگزین آهن کنیم، چنین اتفاقی نمی افتد.
* نیروی مغناطیسی (magnetic force)
نیرویهای الکترومغناطیسی بوسیله تئوری میدان تابش الکترومغناطیسی ماکسول به هم مرتبط می گردند. این تئوری بیان می کند که نیرویی که بوسیله میدان مغناطیسی ایجاد می گردد، همانند نیرویی است که بوسیله میدان الکتریکی ایجاد میگردد.
تئوری میدان ماکسول:
نیروی مغناطیسی متناسب است با ضرب شدت قطبهای مغناطیسی تقسیم بر مربع فاصله بین آنها. واحد SI شدت نیروی مغناطیسی تسلا (Tesla) است. واحد قدیمی ترآن گوس (gauss) است که یک تسلا برابر است با 10.000 گوس. (1 T=10,000 G)
منبع : prin.ir

http://dezmed.mihanblog.com/post/category/17




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات()